TW-CK10 西門子S7-300型PLC過程控制實驗裝置

該實驗裝置包括一組三容有機玻璃水箱，每個水箱均裝有液位傳感變送器；同時具有兩路供水系統(tǒng)，一路由德國循環(huán)泵、調節(jié)閥、電磁流量計組成，另一路由變頻器、德國循環(huán)泵、渦輪流量計組成，通過閥門切換，任何一組供水可以到達任何一個水箱。

另外，該實驗裝置專門設計了一只常壓電加熱鍋爐，以完成溫度控制實驗。該電加熱鍋爐由鍋爐、防干燒裝置組成。鍋爐分內膽和夾套兩層，內膽由電加熱器提供熱源，由一路供水系統(tǒng)提供水源，鍋爐內膽裝有防干燒裝置以確保設備安全；夾套由一路供水系統(tǒng)提供冷卻水。通過改變電加熱器的加熱功率或冷卻水/待加熱水的流量來影響內膽水溫和夾套水溫。鍋爐內膽和夾套均安裝有熱電阻測溫元件。

此外，該實驗裝置還專門設計了一只強制對流換熱器，用以完成傳熱溫度控制實驗；與此同時，用戶可選配純滯后盤管，用以完成純滯后補償控制、內模控制等實驗。

一、系統(tǒng)組成

1、控制對象

不銹鋼儲水箱

有機玻璃三容水箱

不銹鋼帶夾套電加熱鍋爐

強制對流換熱器

純滯后盤管

2、系統(tǒng)動力設備

德國循環(huán)泵

電加熱管

3、檢測傳感器

擴散硅壓力液位傳感變送器

渦輪流量計和流量積算儀

電磁流量計

Pt100熱電阻溫度測量變送器

4、執(zhí)行機構

單相可控硅調壓裝置：用于調節(jié)電加熱管的加熱功率；

電動調節(jié)閥：用于調節(jié)一路供水的流量；

變頻器：通過調節(jié)離心泵的轉速以控制另一路供水的流量。

5、控制系統(tǒng)

學生實驗控制臺（柜）

帶485通訊數(shù)據(jù)采集與控制的A/D與D/A轉換模塊；

數(shù)字儀表控制器： AI818智能調節(jié)儀；

西門子S7-300系列可編程控制器。

6、軟件系統(tǒng)

DDC系統(tǒng)實驗軟件；

儀表系統(tǒng)實驗軟件；

西門子S7-300PLC系統(tǒng)的組態(tài)軟件與實驗軟件；

MCGS5.5監(jiān)控與組態(tài)軟件。

7、設備其他指標

供電電源：交流電，單相三線220V

*大功耗：3.0KW

設備尺寸：1450×700×1900

二、實驗系列

1、液位控制系列實驗

三容液位對象特性測試

三容液位對象的單回路PID控制

三容液位對象的位式控制

上下水箱液位的串級控制與抗干擾性測試

中下水箱液位的串級控制與抗干擾性測試

上、中、下水箱的三閉環(huán)液位串級控制與抗干擾性測試

上下水箱液位雙回路對象特性的獲取

上下水箱液位的雙回路控制

上下水箱液位的解耦控制

2、溫度控制系列實驗

鍋爐夾套溫度與內膽溫度雙回路對象特性的獲取

鍋爐夾套溫度與內膽溫度的雙回路控制

鍋爐夾套溫度與內膽溫度雙回路的解耦控制

純滯后盤管出口溫度的對象特性測試實驗

純滯后盤管出口溫度的單回路控制實驗

盤管出口溫度與鍋爐內膽溫度的串級控制

盤管出口溫度的單回路SMITH補償控制

盤管出口溫度與鍋爐內膽溫度的串級SMITH補償控制

盤管出口溫度的單回路內?？刂?/span>

盤管出口溫度與鍋爐內膽溫度的串級內模控制

3、自主設計開發(fā)控制系統(tǒng)實驗

基于MCGS實時數(shù)據(jù)庫，并借助于MCGS腳本程序與中控教儀公司提供的范例程序，師生可自主設計開發(fā)具有個人創(chuàng)造性的控制系統(tǒng)，例如神經(jīng)元控制、專家控制、自適應控制等現(xiàn)代控制方法；

基于數(shù)據(jù)采集與控制模塊所提供的輸入輸出實時數(shù)據(jù)，學生可直接采用Visual Basic或Visual C++自由構造控制系統(tǒng)，使學生體驗計算機控制系統(tǒng)的組成與實現(xiàn)方式，并在實際應用中提升其編程與調試能力。